JP5960869B1 - スパークプラグ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、軸線方向に延びる貫通孔を有して略筒状に形成され、中心電極を前記貫通孔の前記軸線方向先端側に備える絶縁碍子と、略筒状に形成され、前記軸線方向後端に加締部を有し、前記絶縁碍子が内挿された状態で、前記加締部によって前記絶縁碍子が保持される主体金具と、を備え、前記加締部は、前記軸線を含む平面による切断面において、前記絶縁碍子に最も近接する最近接点と、前記最近接点を通り前記軸線に垂直な第1の垂直線が前記加締部の外周と交わる交点との距離Aが、A≧1.7mm、かつ、前記加締部の基端の肉厚tがt≧1.20mmである。この形態のスパークプラグによれば、加締部の加締め強度が向上されるため、スパークプラグの先端側が配置される内燃機関の燃焼室内の圧力が増加した場合に、燃焼室内の圧力によって、絶縁碍子が主体金具から抜ける可能性を低減することができる。
A1.スパークプラグの構成:
図1は、本発明の一実施形態のスパークプラグ100の概略構成を示す部分断面図である。図1において、スパークプラグ100の中心軸である軸線OL(スパークプラグ100の中心軸と主体金具50の中心軸とは一致している)の右側にスパークプラグ100の外観構成を示しており、軸線OLの左側にスパークプラグ100の断面構成を示している。以降は、軸線OLに沿った方向と平行な方向を軸線方向ODと呼ぶ。また、軸線方向ODを図面における上下方向として、下側(後述する接地電極30が配置されている側)を先端側と呼び、上側(後述する端子金具40が配置されている側)を後端側と呼ぶ。
図3〜6は、加締部53の一部(図1におけるX部)を拡大して概略的に示す部分断面図である。図3〜6において、加締部53の加締め状態を表す距離A,B,C,角度θ1(後述する),および加締部基端肉厚t1を示す。
(1)距離A:加締部53のうち、最も絶縁碍子10に近い点を最近接点Nとし、最近接点Nを通り、軸線OLに直交する直線を第1の垂直線Lv1とした場合に、第1の垂直線Lv1が加締部53の外周532と交わる点を交点Iとすると、最近接点Nと交点Iとの距離を、距離Aと定義する。
(2)距離B:加締部53の外周532における基端を外周基点E1とし、外周基点E1を通り、軸線OLに平行な平行線Lhと、最近接点Nとの距離を、距離Bと定義する。
(3)距離C:外周基点E1を通り、軸線OLと直交する第2の垂直線Lv2と、加締部53の外周面532との距離のうち、最大の距離を、距離Cと定義する。
(4)曲線部角度θ1:加締部53の外周532の曲線部の基端である曲線部基点E2における接線Ltと、第1の垂直線Lv1との角度を曲線部角度θ1と定義する。図3において、加締部53は、加締部基端534から曲がっており、外周基点E1と曲線部基点E2とが一致している。図3に示すように、接線Ltと第1の垂直線Lv1との角度は、接線Ltと第2の垂直線Lv2との角度と同一であり、接線Ltと第1の垂直線Lv1との角度θ1は、加締部53の曲線部の基点における角度を表す。
(5)加締部基端肉厚t1:加締部基端534の肉厚を、加締部基端肉厚t1と定義する。本実施形態における加締部基端肉厚t1が、請求項における加締部の基端の肉厚tに相当する。
上記実施形態の構成の絶縁碍子10に主体金具50を組み付けた(加締部53を加締めた)サンプルを作製し、加締部53の加締め強度を評価する2種の評価試験を行った。第1評価試験は、上記の距離Aの加締め強度への影響を評価する試験、第2評価試験は、C/Bの加締め強度への影響を評価する試験である。評価試験では、サンプルの絶縁碍子10の先端側から、圧縮試験装置(島津製作所製 オートグラフAG−Xシリーズ)を用いて、圧縮荷重を付与すると共に、オートグラフの示す最大荷重(N)をモニターし、絶縁碍子10に付与された圧縮加重(N)の最大値を、加締め強度(N)としている。
第1評価試験に用いた複数のサンプルは、主体金具50の加締部53の内径は同一(直径17.87mm)で、外径Dを変更することにより、肉厚t1を変更している。加締部53の高さh(図2)およびテーパー角度θ0(図2)は、同一である。また、全てのサンプルにおいて、C/B=1.5である。C/Bは、加締め用金型の凹部の形状によって調整されている。加締め用金型によって加締める際の荷重は75〜120kNの範囲で適宜変更されている。第1評価試験結果を表1に示す。表1は、距離A(図3)と加締め強度(N)との関係を示すと共に、加締部基端肉厚t1および外径Dを示す。なお、高過給又は高圧縮比化された内燃機関の燃焼室内にスパークプラグ(距離A=1.6mm)が配置され、内燃機関が運転された際に、絶縁碍子10が主体金具50から離脱した。主体金具50の加締部53の距離Aが1.6の場合の加締め強度が、16,668Nであったため、加締め強度が17,000N以上であれば、絶縁碍子が主体金具に保持されると判断している。表1では、加締部基端534の外径(直径)が適切な範囲において試験を行っている。
第2評価試験では、距離Aを1.7mm,2.3mm,2.9mmに固定し、図3に示す距離Cと距離Bの比C/Bを変更した複数のサンプルについて、加締め強度を評価した。距離AおよびC/Bは、加締部基端肉厚t1,加締め前の加締部53の高さh(図2),および曲線部角度θ1を適宜変更することによって、調整された。
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば、次のような変形も可能である。
スパークプラグ100における絶縁碍子10の直径,主体金具50の加締部53の肉厚および高さは、上記実施形態に限定されない。少なくとも、距離A(図3)が1.7mm以上であればよい。各値がこの範囲内になるように、加締部53の肉厚および高さ、曲線部角度θ1を適宜設定すればよい。さらに、0.7≦C/B≦1.5になるように、加締部53の肉厚および高さを設定することが好ましい。
上記実施形態において、主体金具50の工具係合部51から加締部53にかけての内周面と、絶縁碍子10の外周面との間には、円環状のリング部材6,7が介在されており、両リング部材6,7間にタルク(滑石)9の粉末が充填されている例を示したが、リング部材6,7,およびタルク9を備えない構成にしてもよい。すなわち、主体金具50の加締部53が、直接、絶縁碍子10を押圧する構成にしてもよい。
6…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
12…軸孔
15…縮径部
20…中心電極
21…被覆材
25…芯材
30…接地電極
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…ねじ部
53…加締部
54…シール部
55…圧縮変形部
56…段部
59…貫通孔
100…スパークプラグ
Claims (2)
- 軸線方向に延びる貫通孔を有して略筒状に形成され、中心電極を前記貫通孔の前記軸線方向先端側に備える絶縁碍子と、
略筒状に形成され、前記軸線方向後端に加締部を有し、前記絶縁碍子が内挿された状態で、前記加締部によって前記絶縁碍子が保持される主体金具と、
を備え、
前記加締部は、
前記軸線を含む平面による切断面において、前記絶縁碍子に最も近接する最近接点と、前記最近接点を通り前記軸線に垂直な第1の垂直線が前記加締部の外周と交わる交点との距離Aが、A≧1.7mm、かつ、前記加締部の基端の肉厚tがt≧1.20mmである、
スパークプラグ。 - 請求項1に記載のスパークプラグであって、
前記加締部は、
前記切断面において、前記加締部の外周の基端を通り、前記軸線に平行な平行線と、前記最近接点との距離Bと、前記加締部の外周の基端を通り、前記軸線に垂直な第2の垂直線と、前記加締部の外周との距離のうち、最大の距離Cとの比C/Bが、0.7≦C/B≦1.5である、スパークプラグ。
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